자율성 단계의 개요
건설기계산업연구원 김인유
건설 자동화는 생산 속도를 높이고 프로젝트 납품 시간을 단축하며 더 나은 건강 및 안전 조치를 취하도록 설계되었습니다. 기계 제어라고 알려진 자동화 수준은 수십 년 동안 건설 분야에서 사용되어 왔습니다.
자율주행차는 주변 장애물을 감지하는 라이다(LiDAR:Light Detection And Ranging) 센서, 관성측정장치(IMU: inertial measurement units), 위성위치확인시스템(GPS:global positioning system) 기술 등을 통해 작동된다. 이 기술을 통해 차량은 현장에서 정확한 위치를 알 수 있으며 Geo-fence는 종종 차량이 현장 밖에서 작동하는 것을 금지하는 데 사용됩니다. 많은 장비 제조업체가 차량 설계에 자동화를 포함하고 있으며 건설 기술 회사는 현재 차량을 향상시키는 방법을 개발하고 있습니다.
자율성의 단계와 정의를 보면 다음과 같다.
1. 레벨 0 자율성 - 자동화 없음
인간이 굴착기, 크레인 등 장비를 완전히 제어합니다. 인간은 조종하고, 제동하고, 가속합니다.
2. 레벨 1 자율성 - 운전자 지원
특정 조건에서 기계는 조향 또는 차량 속도 중 하나를 제어하지만 둘 다 동시에 제어하지는 않습니다. 동시에 운전자는 운전의 다른 모든 측면을 수행하고 주변 지역을 모니터링하고 지원 시스템이 적절하게 작동하지 않는 경우 전적인 책임을 집니다.
Liebherr는 XPower 대형 휠 로더를 위한 새로운 지원 시스템이 다양한 방식으로 일상적인 작업에서 편안함과 안전성을 향상시킨다고 말합니다. 이 회사는 장점 중 하나가 추가적인 방해물을 제거하여 기계 작업자가 휠 로더 작업에 더 집중할 수 있다는 점이라고 말합니다.
3. 레벨 2 자율성 - 부분 자동화
이 수준에서 기계는 특정 상황에서 조향, 가속 및 제동할 수 있습니다. 운영자는 여전히 위험 요소 검색과 같은 전술적 기동을 수행해야 합니다.
4. 레벨 3 자율성 - 조건부 자동화
기계는 환경 모니터링을 포함하여 운전의 대부분의 측면을 관리할 수 있습니다. 시스템은 탐색할 수 없는 시나리오가 발생하면 운영자에게 개입을 요청합니다. 즉, 운전자는 여전히 주의를 기울이고 언제든지 인계받을 준비가 되어 있어야 합니다.
5. 레벨 4 자율성 - 높은 자동화
도로 유형 또는 지리적 영역(예: 악천후 또는 기타 비정상적인 환경)과 같은 요소로 정의된 특정 조건을 제외하고 사람의 개입이나 감독이 필요하지 않습니다.
고도의 자동화를 통해 회사는 광업 또는 채석 산업과 같은 위험한 작업 환경에서 안전성을 향상하는 동시에 생산성을 높일 수 있습니다. Caterpillar의 Cat Command 기술을 통해 운전자는 탑재된 전자 및 비전 시스템을 통해 원격 솔루션을 사용하여 운전실에 사람 없이 장비를 제어할 수 있습니다.
6. 레벨 5 자율성 - 완전 자동화
이 기계는 모든 도로와 조건에서 작동할 수 있습니다. 이 시스템은 앱 또는 온라인 시스템을 통해 탐색되어 기계에 수행해야 할 작업을 알려줍니다. 이 수준의 자동화는 건설을 위해 요원한 것으로 평가되고 있다.
볼보그룹은 자율운송 솔루션 개발을 위해 2020년 초 볼보 자율솔루션 사업부를 출발하였으며, 채석장을 중심으로 시스템을 구축하였으며, 이 회사의 자율 전기 구동 로드 캐리어 TA15는 GPS, 라이더, 레이더 및 여러 센서를 사용하고 있으며, 혁신적인 차량에는 운전자가 필요하지 않기 때문에 조종석이 없이 제공되므로 완전히 새로운 기계 프로필이 가능합니다.
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